import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

/*
1.二叉链一般指孩子表示法，三叉连指孩子双亲表示法，这两种方式是二叉树
最常见的表示方式，虽然还有孩子兄弟表示法，该中表示方式本质也是二叉链

2.在"完全"二叉树中，如果节点总个数为奇数，则没有度为1的节点，如果节点
总个数为偶数，只有一个度为1的节点

3.ques.一颗拥有1000个结点的树度为4，则它的最小深度是（ ）
如果这棵树每一层都是满的，则它的深度最小，假设它为一个n(树度)叉树，高度为
h，则这个数的节点个数为(n^h - 1) / 3，当h = 5, 最大节点数为，
当h = 6, 最大节点数为1365，所以最小深度应该为6。
*/

public class BinaryTree {

    static class TreeNode {
        public char val;
        public TreeNode left;//左孩子的引用
        public TreeNode right;//右孩子的引用

        public TreeNode(char val) {
            this.val = val;
        }
    }

    /**
     * 创建一棵二叉树 返回这棵树的根节点
     *
     * @return
     */
    public TreeNode createTree() {
        TreeNode A=new TreeNode('A');
        TreeNode B=new TreeNode('B');
        TreeNode C=new TreeNode('C');
        TreeNode D=new TreeNode('D');
        TreeNode E=new TreeNode('E');
        TreeNode F=new TreeNode('F');
        TreeNode G=new TreeNode('G');

        A.left=B;
        A.right=C;
        B.left=D;
        B.right=E;
        C.left=F;
        C.right=G;

        return A;
        //返回根节点
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return;
        }
        System.out.print(root.val+" ");
        preOrder(root.left);
        preOrder(root.right);
    }

    // 中序遍历
    void inOrder(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return;
        }
        inOrder(root.left);
        System.out.print(root.val+" ");
        inOrder(root.right);
    }

    // 后序遍历
    void postOrder(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return;
        }
        postOrder(root.left);
        postOrder(root.right);
        System.out.print(root.val+" ");
    }

    public static int nodeSize;

    /**
     * 获取树中节点的个数：遍历思路
     */
    void size(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return;
        }
        size(root.left);
        size(root.right);
        nodeSize++;
    }

    /**
     * 获取节点的个数：子问题的思路
     *
     * @param root
     * @return
     */
    int size2(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return 0;
        }
        int ret=0;
        ret=size2(root.left)+size2(root.right)+1;
        return ret;
    }


    /*
     获取叶子节点的个数：遍历思路
     */
    public static int leafSize = 0;

    void getLeafNodeCount1(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return;
        }

        getLeafNodeCount1(root.left);
        getLeafNodeCount1(root.right);

        if (root.left==null&&root.right==null){
            leafSize++;
        }
    }

    /*
     获取叶子节点的个数：子问题
     */
    int getLeafNodeCount2(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return 0;
        }

        if (root.left==null&root.right==null){
            return 1;
        }

        return getLeafNodeCount2(root.left)+getLeafNodeCount2(root.right);
    }

    /*
    获取第K层节点的个数
    获取root的第k层，相当于获取左子树和右子树的k-1层，当k=1时
    只判断左右子树存不存在，存在则返回1
     */
    int getKLevelNodeCount(TreeNode root, int k) {
        if (root==null){
            return 0;
        }

        if (k==1){
            return 1;
        }
        return getKLevelNodeCount(root.left,k-1)+getKLevelNodeCount(root.right,k-1);
    }

    /*
     获取二叉树的高度
     时间复杂度：O(N)
     */
    int getHeight(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return 0;
        }
        int leftHight=getHeight(root.left);
        int rightHight=getHeight(root.right);
        return leftHight<=rightHight?rightHight+1:leftHight+1;
    }


    // 检测值为value的元素是否存在
    TreeNode find(TreeNode root, char val) {
        if (root==null){
            return root;
        }
        if (root.val==val){
            return root;
        }

        TreeNode ret=find(root.left,val);
        if (ret!=null){
            return ret;
        }

        ret=find(root.right,val);
        if (ret!=null){
            return ret;
        }

        return null;
    }

    //层序遍历
    void levelOrder(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        if (root==null){
            return;
        }
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            TreeNode cur=queue.poll();
            System.out.print(cur.val+" ");
            if (cur.left!=null){
                queue.offer(cur.left);
            }
            if (cur.right!=null){
                queue.offer(cur.right);
            }
        }
        System.out.println("");
    }


    // 判断一棵树是不是完全二叉树
    boolean isCompleteTree(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return true;
        }
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        queue.offer(root);

        while(!queue.isEmpty()){
            TreeNode cur=queue.poll();
            if (cur==null){
                break;
            }
            if (!(cur.left==null&&cur.right==null)){
                queue.offer(cur.left);
                queue.offer(cur.right);
            }
        }
        return queue.isEmpty();
    }

    //二叉树部分OJ题

    //翻转二叉树
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return root;
        }
        //减少一些递归 和 交换的次数
        if(root.left == null && root.right == null) {
            return root;
        }

        TreeNode left = invertTree(root.left);
        TreeNode right= invertTree(root.right);
        root.left=right;
        root.right=left;
        return root;
    }

    /*此代码不能实现两个节点的交换，传入的参数t1和t2是按值传递的，而不是按引用传递。
    所以在swap函数中交换t1和t2的值，并不会影响到原来的二叉树结构。正确的实现方
    式是通过交换节点的左右子树来实现翻转*/
    /*public void swap(TreeNode t1,TreeNode t2){
        TreeNode cur=t1;
        t1=t2;
        t2=cur;
    }*/

    //判断两棵树是否相同
    public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
        if(p==null&&q==null){
            return true;
        }
        if(p==null&&q!=null||p!=null&&q==null){
            return false;
        }
        if(p.val!=q.val){
            return false;
        }

        return isSameTree(p.left,q.left)&&
                isSameTree(p.right,q.right);
    }

    //对称二叉树
    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return true;
        }

        return  isSymmetricChild(root.left,root.right);

    }

    public boolean isSymmetricChild(TreeNode p, TreeNode q) {
        if(p==null&&q==null){
            return true;
        }
        if(p==null&&q!=null||p!=null&&q==null){
            return false;
        }
        if(p.val!=q.val){
            return false;
        }

        return isSymmetricChild(p.left,q.right)&&
                isSymmetricChild(p.right,q.left);
    }

    //另一棵树的子树
    public boolean isSubtree(TreeNode root, TreeNode subRoot) {
        if (root==null&&subRoot==null){
            return true;
        }
        if (root==null){
            return  false;
        }
        if (isSameTree(root,subRoot)){
            return true;
        }
        if (isSubtree(root.left,subRoot)){
            return true;
        }
        if (isSubtree(root.left,subRoot)){
            return true;
        }
        return fasle;
    }

    //平衡二叉树
    //是指该树所有节点的左右子树的深度相差不超过 1
    public boolean isBalanced(TreeNode root) {
        if (root==null){
            return true;
        }
        int leftHight=maxDepth(root.left);
        int rightHight=maxDepth(root.right);
        return Math.abs(leftHight-rightHight) <=1
                &&isBalanced(root.left)
                &&isBalanced(root.right);
    }

    int maxDepth(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return 0;
        }
        int leftHight=maxDepth(root.left);
        int rightHight=maxDepth(root.right);
        return leftHight<=rightHight?rightHight+1:leftHight+1;
    }


}